【结构型模式】代理模式

一、代理模式概述

代理模式的定义-意图：给某一个对象提供一个代理或占位符，并由代理对象来控制来原对象的访问(对象结构型模式)。某个客户端不能直接操作到某个对象，但又必须和那个对象有所互动。

代理模式分析：
- 1.引入一个新的代理对象；
- 2.代理对象在客户端对象和目标之间起到中介的作用；
- 3.去掉客户不能看到的内容服务或者增添客户需要的额外的新服务。
几种代理模式类型：
- 1.保护代理(Ptotect Proxy)：控制对一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限；
- 2.缓冲代理(CacheProxy)：为某一个目标操作地结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以共享这些结果；
- 3.智能引用代理(Smart Reference Proxy)：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，例如将对象被调用的次数记录下来等；
- 4.远程代理(Remote Proxy)：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象，这个不同的地址空间可以在同一台主机中，也可以在另一台主机中，远程代理又称为大使(Ambassador)；
- 5.虚拟代理(Virtual Proxy)：如果需要创建一个资源消耗较大的对象，先创建一个消耗相对较小的对象来表示，真实对象只在需要时才会被真正创建。
  - 动机：
    - 1.对于一些占用系统资源较多或者加载时间较长的对象，可以给这些对象提供一个虚拟代理；
    - 2.在真实对象创建成功之前虚拟代理扮演真实对象的替身，而当真实对象创建之后，虚拟代理将用户的请求转发给真实对象；
    - 3.使用一个“虚假”的代理对象来代表真实对象，通过代理对象来间接引用真实对象，可以在一定程度上提高系统的性能。
  - 应用：
    - 1.由于对象本身的复杂性或者网络等原因导致一个对象需要较长的加载时间，此时可以用一个加载时间相对较短的代理对象来代表真实对象(结合多线程技术)。
    - 2.一个对象加载十分耗费资源系统，让那些占用大量内存或处理起来非常复杂的对象推迟到使用它们的时候才创建，而在此之前用一个相对来说占用资源较少的代理来代表真实对象，再通过代理对象来引用真实对象(用时间换取空间)。

动态代理(Dynamic Proxy)可以让系统在运行时根据实际需要来动态创建代理类，让同一个代理类能够代理多个不同的真实主题类而且可以代理不同的方法

Java语言提供了对动态代理的支持，Java语言实现动态代理时需要用到位于java.lang.reflect包中的一些类

代理模式的优缺点
- 优点：
  - 远程代理：可以将一些消耗资源较多的对象和操作移至性能更好的计算机上，提高了系统的整体运行效率
  - 虚拟代理：通过一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象，可以在一定程度上节省系统的运行开销
  - 缓冲代理：为某一个操作的结果提供临时的缓存存储空间，以便在后续使用中能够共享这些结果，优化系统性能，缩短执行时间
  - 保护代理：可以控制对一个对象的访问权限，为不同用户提供不同级别的使用权限
- 缺点：
  - 由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢（例如保护代理）
  - 实现代理模式需要额外的工作，而且有些代理模式的实现过程较为复杂（例如远程代理）
模式适用环境
- 当客户端对象需要访问远程主机中的对象时可以使用远程代理
- 当需要用一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象，从而降低系统开销、缩短运行时间时可以使用虚拟代理
- 当需要为某一个被频繁访问的操作结果提供一个临时存储空间，以供多个客户端共享访问这些结果时可以使用缓冲代理
- 当需要控制对一个对象的访问，为不同用户提供不同级别的访问权限时可以使用保护代理
- 当需要为一个对象的访问（引用）提供一些额外的操作时可以使用智能引用代理

二、代码实现

代理模式的主要角色如下：

抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

        某软件公司承接了某信息咨询公司的收费商务信息查询系统的开发任务，该系统的基本需求如下：

        (1) 在进行商务信息查询之前用户需要通过身份验证，只有合法用户才能够使用该查询系统；

        (2) 在进行商务信息查询时系统需要记录查询日志，以便根据查询次数收取查询费用。

(3) 在(2)的基础上，再增加新的需求。

        该软件公司开发人员已完成了商务信息查询模块的开发任务，现希望能够以一种松耦合的方式向原有系统增加身份验证和日志记录功能，客户端代码可以无区别地对待原始的商务信息查询模块和增加新功能之后的商务信息查询模块，而且可能在将来还要在该信息查询模块中增加一些新的功能。现使用代理模式设计并实现该收费商务信息查询系统。

2.1 抽象主题类(ISearcher：抽象接口)

package proxy.search;
//抽象查询类，充当抽象主题类
public interface ISearcher {String search(String username, String keyword);public void print(String username);
}

2.2 真实主题类(业务类：Logger、Validator和Request；实现业务类：RealSearcher)

package proxy.search;
//日志记录类，业务类
public class Logger {public void log(String username) {System.out.println("update,username:"+username+" sxcute search()");}
}

package proxy.search;
//身份验证，业务类
public class Validator {public boolean validate(String username) {System.out.println("start validate introdution...");if(username.equalsIgnoreCase("001"))return true;return false;}
}

package proxy.search;
新需求类，业务类
public class Request {public void request() {System.out.println("new request...");}
}

package proxy.search;
//具体查询类，充当真实主题角色
public class RealSearcher implements ISearcher {@Overridepublic String search(String username,String keyword) {System.out.println("username:"+username+" use "+keyword+" search");return "content";}@Overridepublic void print(String username) {// TODO 自动生成的方法存根System.out.println("username:"+username+" use print");}
}

2.3 代理类(第1代代理类ProxySearcher只包含身份验证和查询；第2代代理类ProxySearcher2 在第1代基础上增加了需求)

package proxy.search;
//第1代，代理查询类，充当代理主题角色
public class ProxySearcher implements ISearcher{private ISearcher searcher=new RealSearcher();private Validator validator=new Validator();private Logger logger=new Logger();@Overridepublic String search(String username, String keyword) {// TODO 自动生成的方法存根String result=null;if(validator.validate(username)) {result=searcher.search(username, keyword);logger.log(username);}return result;}public void print(String username) {if(validator.validate(username)) {searcher.print(username);}}
}

package proxy.search;
//第2代 代理查询类，充当代理主题角色
//把第1代代理又代理了一次，有点像中介套中介
public class ProxySearcher2 implements ISearcher{private ISearcher proxy1=new ProxySearcher();private Request request=new Request();@Overridepublic String search(String username, String keyword) {// TODO 自动生成的方法存根String result=proxy1.search(username, keyword);request.request();return result;}@Overridepublic void print(String username) {// TODO 自动生成的方法存根proxy1.print(username);}
}

2.4 main方法实现代理模式(Client)

package proxy.search;public class Client {public static void main(String[] args) {// TODO 自动生成的方法存根ISearcher rs= new ProxySearcher2();rs.search("001", "grade");System.out.println("----------");rs.print("001");}}